在許多文章里面,經(jīng)常反反復(fù)復(fù)的強(qiáng)調(diào):不管是ACDC變換器,還是DCDC變換器,都要校核變壓器或電感的飽和電流,其飽和電流必須大于系統(tǒng)設(shè)定的OCP電流,并保證足夠的余量。
電感的廠家數(shù)據(jù)表通常會(huì)給出其產(chǎn)品的飽和電流,而ACDC的變壓器,例如反激變換器變壓器,基本上都是工程師自己設(shè)計(jì)的,設(shè)計(jì)過程中,基于圓整的初級(jí)匝數(shù)或電感,然后調(diào)整電感磁芯的氣隙大小,很少校核變壓器實(shí)際的飽和電流值。
那么,工程師在實(shí)驗(yàn)室,如何自己測(cè)量電感或變壓器的飽和電流?
過去的數(shù)十年中,作者和很多的工程師交流過,把這個(gè)小技巧分享過給大家。現(xiàn)在,在這里詳細(xì)的說明。
1、電感或變壓器的飽和電流測(cè)量步驟
電感或變壓器的飽和電流測(cè)量步驟如下:
圖1:電感的飽和電流測(cè)量
1、用導(dǎo)線L1把直流電源的正端和電感的管腳A連接起來,導(dǎo)線L1的端點(diǎn)和電感的管腳A可以焊起來。
2、直流電源輸出電壓設(shè)定在10V,設(shè)定好直流電源的限流電流,可以先設(shè)定一個(gè)較小的值,如1A。
3、將電流探頭連接在示波器的接口上,電流探頭的卡口端卡在導(dǎo)線L1上,注意電流探頭的方向,和測(cè)量的電流方向一致。
4、將導(dǎo)線L2的一端和和直流電源的負(fù)端連接好。
5、示波器調(diào)在電流探頭連接的通道觸發(fā),觸發(fā)值調(diào)在較低的值,如0.2A;同時(shí),示波器調(diào)在單次觸發(fā)。
6、按直流電源輸出鍵,輸出直流電壓;用手拿著導(dǎo)線L2的另一端,讓導(dǎo)線頭去觸碰電感的管腳B端,然后迅速拿開導(dǎo)線L2,讓導(dǎo)線頭和電感的管腳B端脫離接觸。
7、適當(dāng)縮小時(shí)基,觀察示波器的波形,如果電感電流的波形后面變平,則增加直流電源的限流點(diǎn),重復(fù)步驟5、步驟6,直到出現(xiàn)如圖2的電感電流波形。
8、測(cè)量電感電流波形的拐點(diǎn)位置,即約為電感的飽和電流。圖2中,拐點(diǎn)位置約為13A,電感的飽和電流約為13A。
時(shí)基(X軸)和電流刻度(Y軸)開始的時(shí)候可以先設(shè)定大一些的值,然后,依據(jù)測(cè)量波形的情況,逐漸的縮小到合適的范圍,保證能看到完整的電流波形即可。
圖2:電感的電流波形,L=10uH,Vin=10V
變壓器初級(jí)的飽和電流的測(cè)量過程同上,只是測(cè)量的時(shí)候,所加的電壓可以用高一些,如使用20V,或更高的電壓。
2、測(cè)量原理
當(dāng)電感二端加上電壓,電感激磁,電感電流隨著時(shí)間線性增加:
L*dt/dt = V
電感飽和時(shí),L突然急劇變小,激磁電壓不變,那么,電感電流變化率di/dt會(huì)急劇變大:
dt/dt = V/L
電感電流變化率di/dt急劇變大的拐點(diǎn)位置,即為電感的飽和電流。
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